Издание «Ведомости» опубликовало интервью директора Объединенного института ядерных исследований академика Григория Трубникова, в котором он рассказал о международном научном сотрудничестве и новом элементе таблицы Менделеева.

Директор ОИЯИ Григорий Трубников. Фото: Андрей Гордеев / Ведомости

В подмосковной Дубне усилиями 20 стран мира сооружают сверхпроводящий коллайдер NICA (Nuclotron based Ion Collider facility), готовятся к синтезу 120-го элемента таблицы Менделеева и лечению онкологических заболеваний на циклотроне нового типа. Директор Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ) академик Григорий Трубников рассказал «Ведомостям», что сотрудничество между институтами и центрами продолжает развиваться, несмотря на санкции и предпринятое Западом деление науки по национальному признаку, потому что ученые понимают – их открытия переживут любой геополитический кризис.

– Какие именно результаты вы надеетесь получить с помощью проекта NICA, какие загадки мироздания разрешить?

По современным представлениям, через несколько микросекунд после Большого взрыва возникло протовещество нашей Вселенной: кварки, глюоны (это компоненты, скажем так, заряженного клея между кварками), а также электроны, нейтрино и гамма-кванты. А затем при определенных температурах и плотности кварки сгруппировались по трое и образовали протоны и нейтроны, мы их называем нуклонами – а это и есть та самая ядерная материя, из которой мы с вами и весь наш мир состоим.

Первая загадка состоит в следующем: а можно ли создать в лаборатории на Земле такие условия, в которых нуклон развалится на свободные кварки и глюоны? Есть ли «обратный ход» у той реакции, которая случилась после Большого взрыва? И тогда следующий вопрос: какие термодинамические условия должны существовать в системе, чтобы в ней произошел фазовый переход – из ядерной в кварк-глюонную материю? Так вот, фундаментальная задача NICA как раз в этом: провести эксперимент с точно подобранными температурой и плотностью ядерного вещества, чтобы можно было наблюдать такие фазовые переходы.

– В чем состоит суть эксперимента?

Мы должны столкнуть два очень интенсивных пучка тяжелых ядер, в каждом из которых плотно упакованы сотни протонов и нейтронов. А энергия частиц определит температуру системы. Столкнуть пучки необходимо при таких энергиях, чтобы они на какое-то время, пусть очень короткое – доли секунды, «станцевали друг с другом вальс». Возможно, что мы сможем наблюдать высвобождение кварков и глюонов. Почему весь мир считает, что это нобелевский эксперимент? Потому что он, во-первых, дает возможности наблюдать и исследовать ядерную материю при недоступных на Земле плотностях и температурах. В таком виде ядерная материя существует в нейтронных звездах. И не нужно слушать алармистов, никаких катастроф для жителей Земли не случится. Мы говорим о возможности возникновения такой системы с размером одна квадриллионная метра и временем жизни всего одна квадриллионная секунды.

Второй момент: нам очень важно в деталях понять эволюцию материи после Большого взрыва. Это фундаментальная задача. В том числе благодаря такому фазовому переходу в нашей Вселенной вещества больше, чем антивещества, и мы с вами существуем. Окружающие нас звезды, галактики, планеты, туманности, скопления – все это состоит из ядерного вещества, которое образовалось в результате фазового перехода из кварк-глюонной материи. Поэтому это еще и поиск ответа на глобальный вопрос: как образовалась наша Вселенная?

– На каком этапе сейчас находится проект NICA?

Сооружение комплекса зданий и туннелей завершено в прошлом году. Весь 2023 год мы посвятим сборке сверхпроводящего кольца коллайдера внутри тоннеля с трехметровыми бетонными стенами и в начале следующего года начнем технологический запуск всех систем. И это тоже сложнейший процесс. Как с новым самолетом: вначале продувка в аэродинамической трубе, затем выкатка из ангара и включение всех систем на земле, потом разбег-торможение, затем взлет и низкие высоты на всех режимах, ну а года через 3–4 уже полноценно «на крыло». Так что к экспериментам с фазовыми переходами мы подойдем во всеоружии через несколько лет.

– Вы говорили, что международные исследования на коллайдере начнутся в 2024 г. – остается ли эта дата в силе?

Да, по плану. Хочу заметить, что набор экспериментальных данных мы будем осуществлять на всех этапах выхода к базовой конфигурации. Более того, в каких-то вещах мы движемся с опережением плана, поскольку первые эксперименты на комплексе NICA мы начали уже в 2023 г. Прежде чем сталкивать пучки в коллайдере, первый этап эксперимента – это ускорение пучка и сталкивание его с неподвижной мишенью. У нас прошел такой четырехмесячный сеанс, в котором приняло участие около 250 человек из международной коллаборации. Мы закончили в начале марта этого года набор данных, и уже идет их анализ, который обычно занимает 4–5 месяцев. Я думаю, что первые научные публикации появятся в августе-сентябре этого года.

– А какие страны принимали участие в этом эксперименте?

В этой коллаборации участвуют в первую очередь Россия, Мексика, Египет, Казахстан, Болгария. А в международном коллективе «вокруг» детектора фазовых переходов (MPD) проекта NICA сейчас уже более 500 человек из 13 стран мира.

– Есть ли аналоги проекта NICA за рубежом?

Эта проблематика очень интересна и востребована. В Брукхейвенской национальной лаборатории в США работает четырехкилометровый коллайдер, в нем сталкивают пучки ядер золота, но они пока не могут добиться такой точности, какая будет у нас. Есть эксперимент, в котором ионный пучок выводится на неподвижную мишень, расположен он в ЦЕРНе на синхротроне SPS. И есть еще немецкий проект, тоже на фиксированной мишени, который сейчас только строится. Он заработает полноценно не раньше 2028 г. Вот вам, пожалуйста, и востребованность, и амбиции: четыре большие международных коллаборации, в каждой участвуют десятки стран мира и по несколько сотен ученых. Каждый проект – это огромный бюджет и огромные ресурсы. Четыре точки в мире, которые в такой конкурентной борьбе хотят первыми обнаружить исследуемый эффект.

– Я так понимаю, это здоровая конкуренция?

Здоровая, именно здоровая конкуренция, поскольку каждый из нас хочет быть первым. Но каждый одновременно заинтересован и в успехе своего партнера, потому что Нобелевскую премию не дадут первооткрывателям, пока кто-то другой не подтвердит экспериментально этот результат. Это как на Олимпиаде: ты должен быть первым не во дворе у себя, а ты хочешь быть первым в мире. Значит, у тебя самые сильные партнеры со всего мира, это открытое соревнование. Более того, и сейчас, даже в это сложное время, мы делимся технологиями, мы делимся моделями, мы делимся базами данных по моделированию, по реконструкции событий. Такой грандиозный эксперимент невозможно сделать в одиночку ни одной стране мира.

«Наша сфера должна быть выше политической близорукости»

– Изменилась ли вообще работа ОИЯИ в последнее время?

Планы по физике, по науке не поменялись, мы даже стали более энергичными и результативными. Сложности, конечно, возникают – и в силу геополитических турбулентностей, и в COVID-19 были свои сложности. Без преодоления не бывает успеха. Но все равно, конечно, часть этапов проекта сдвинулась. Проектирование и создание некоторых ключевых систем «поплыли вправо» примерно на год. Кстати, COVID-19 гораздо больше повлиял на изменение графика. Мы выбрались, мы все преодолели и даже нагнали месяцев 5–6. Команда, которая создает NICA, – фантастическая, уникальная, гвозди бы делать из этих людей. Да и в целом по институту мы уже наверстали отставание из-за COVID, вернулись к доковидным темпам и показателям: публикационная активность, международная кооперация, диссертации, основные средства и введенные объемы.

– Но избежать сложностей все равно не получилось?

В пандемию, конечно, нас просто накрыло. Вспомните: границы были закрыты и для людей, и для товаров, предприятия и в России, и по всему миру из-за карантина просто закрывались на месяцы, а восстановление темпов производства после паузы – это тоже месяцы. Что же касается текущего геополитического раздрая, порожденного известным заокеанским гегемоном, – по счастью, большинство наших партнеров, в какой бы они стране ни жили, гораздо мудрее политиков и конъюнктурных правительств. Люди науки прекрасно понимают, что наша сфера должна быть умнее и выше политической близорукости. Наука – это долгосрочная история, особенно когда речь о таких грандиозных международных проектах, как NICA. Это ведь про устойчивое развитие человечества. Мы благодарны всем нашим партнерам, которые помогают, которые продолжают участвовать в проекте, в коллаборациях наперекор недальновидным политическим режимам.

Мы, кстати, воспринимаем 2022–2023 гг. как определенный этап возможностей. И для нас это не пустые слова, хоть сейчас и модно всюду говорить, что любая эпоха проблем – это новые возможности. Мы же в реальности это демонстрируем. В этот период и в проект, и в институт пришли несколько новых стран, которым очень интересна именно наша передовая наука, которые хотят во взаимовыгодной кооперации развивать новейшие технологии и первыми получать уникальные научные данные.

– Кто за прошедший год присоединился к сотрудничеству с институтом?

Официально к сотрудничеству с ОИЯИ на уровне намерений своих правительств присоединились Китай и Мексика. Страны Латинской Америки сейчас вообще проявляют очень большой интерес к институту в целом. Это Бразилия, Аргентина, Чили. Ну а Мексика первым локомотивом стала. У нас очень динамичными темпами растет сотрудничество с Вьетнамом, Египтом, Казахстаном, Узбекистаном, Турцией, Израилем, Южной Кореей, ЮАР. В науке уровень исследований во многом определяется уровнем экспертизы. Так вот в наш обновленный в ноябре 2022 г. международный ученый совет, в усиление продолжающих работать в нем европейских и американских ученых вошли выдающиеся ученые из Бразилии, Аргентины, Мексики, Кореи, Индии, Китая. Китай с 2020 г. официально участвует в мегапроекте NICA и вносит вклад как участник коллаборации. А в целом мы сотрудничаем с 21 научной организацией КНР, это десятки ученых с обеих сторон.

– Вы лично за последний год убедились в том, что наука вне политики?

Нет, я в этом не убедился, к сожалению. Я убедился, что наука должна быть вне политики, но реальность показывает, что в нашем искривленном мире это не так. В некоторых странах политические правительства настолько сильно давят на научные организации, да и на людей, заставляя их играть в санкционные игры против ученых по национальному признаку, что от этого не только организации, но и страны уже страдают.

«Зачем самим себя стирать из истории?»

– А как сейчас обстоит сотрудничество в Европейским центром ядерных исследований, ЦЕРНом?

С ЦЕРНом у нас сейчас спокойные рабочие отношения. Настолько, насколько им европейская политика это позволяет и насколько всем удается сохранять голову холодной в этих неимоверных потоках СМИ. Мы взаимодействуем по текущим проектам, выполняем все свои обязательства по вкладу в эксперименты ЦЕРНа. От 30 до 70 человек наших сотрудников ежедневно находятся в ЦЕРНе в зависимости от загрузки, от того, какой режим на ускорителе.

Мы очень благодарны директорату ЦЕРНа за их мужество в сохранении связей. ЦЕРН – это великая международная организация с гигантским опытом и очень правильными «угловыми камнями», заложенными при основании. Им сейчас непросто, потому что там в управлении большое количество стран, и стран разных – Франция, Германия, Польша, Швейцария. Они находятся, к сожалению, в эпицентре принятия политических решений. ЦЕРН должен будет преодолеть все сложности, любое давление. Я уверен, что нас ждут очень яркие совместные масштабные эксперименты. Потому что идеология, по которой ЦЕРН должен развиваться, – это наука вне политики. Делать международную фундаментальную науку на благо человечества и ради мира на Земле.

– ЦЕРН решил указывать в своих публикациях российских и белорусских ученых без аффилиации с институтами РФ и РБ. Что это будет означать в перспективе для ученых?

В отношении именно наших авторов будет указываться фамилия и соответствующий идентификационный номер в мировой базе данных публикаций. У каждого ученого есть свой ID, по которому можно очень быстро посмотреть аффилиацию, его наиболее значимые статьи, наукометрию и опыт работы. Как ИНН у обычного человека. Поэтому технически это никак не повлияет на цитируемость, на публикационную активность ученых, на признание персонального вклада. Но по-человечески это неприятно, это попытка деления ученых по национальному признаку. Ведь у авторов из других стран будут указываться и страна, и финансирующие агентства.

А вот, например, в международных коллаборациях, работающих на территории Японии, решили гораздо мудрее. Подготовлена, скажем, статья по любым результатам международного эксперимента, в которой соавторов несколько сотен человек: Япония, США, Россия, Китай, страны ЕС и проч. Если хотя бы у кого-то аффилиацию не указывают по каким-то причинам, то ее не будут указывать у всех авторов. Это честно, открыто, логично. Ведь принцип работы любого международного центра – открытая наука, равные возможности и права.

– Российские ученые активно участвовали в экспериментах ЦЕРНа?

Не то слово! С середины 60-х гг. прошлого века советские и российские ученые работают на успехи ЦЕРНа. По факту соавторство, наш материальный и интеллектуальный вклад зачеркнуть невозможно. И ЦЕРН признает по многим своим экспериментам ключевой фактор участия России в своей деятельности – на уровне 10% от общего потенциала. Этот вклад очень трудно заместить. Потому что интеллект и новейшие технологии – это не то, что доступно на полках магазина. Это плод многолетних НИОКР и инвестиций, многолетних интеллектуальных усилий тысяч, тысяч людей. Знаю, что Россия считает стратегически правильным продолжать участвовать в церновских экспериментах. Как и ОИЯИ, конечно. Я считаю, что не нужно идти на поводу у многих стран – членов ЦЕРНа, которые вводят санкции в отношении российской науки и ОИЯИ и провоцируют нас на зеркальные меры. Нужно быть умнее и дальновиднее.

– Вы считаете, что в научной сфере нельзя применять симметричные меры? Почему?

Не симметричные, а зеркальные политизированные. Я уверен, что пройдет несколько месяцев или несколько лет – а на горизонте 70-летней жизни ЦЕРНа это все равно что мгновение, – и все восстановится, все уравновесится, все утихомирится. Если мы в угоду чужим, недружественным политическим перекосам и маневрам будем делать резкие шаги, громко хлопать дверью и изолироваться, это приведет к тому, что про вклад наш забудут. Ну зачем самим себя стирать из истории, зачем перекрывать кислород? Это неправильно, недальновидно. Россия однозначно должна оставаться ведущим игроком в мировой научно-технологической повестке. Она была, есть и будет таковой. Если мы хотим, чтобы «будет», тогда нам нужно действовать умнее и рациональнее, нам нужно развивать международное сотрудничество.

– Вы упоминали уже, что в ОИЯИ пришли Мексика, Китай. Какие статусы есть в организации у каждого участника?

В ОИЯИ существует прежде всего статус «страны-участницы». Это те, кто вносит ежегодный взнос и участвует в полноценном формировании политики института, голосует за бюджет, за научную программу. Есть «ассоциированное членство», заключенное на межправительственном уровне. Страна с таким статусом осуществляет целевой вклад в реализацию тех или иных проектов научной программы ОИЯИ и голосует только по вопросам двустороннего сотрудничества. А еще есть «страны-кандидаты в ОИЯИ» и «организации-наблюдатели». Они могут участвовать как финансами, так материальными и интеллектуальными (технологии) вкладами.

– Какие страны в перспективе могут также войти в ОИЯИ, к примеру партнеры из Африки?

Большой интерес проявляют страны Северной Африки, это Алжир, Марокко, Тунис – страны, объединенные в лигу Арабского агентства по атомной энергии. Мы работаем на научно-образовательном треке и с некоторыми другими африканскими странами. Это Руанда, Замбия, Ботсвана. Вообще, мы в образовательном формате сотрудничаем очень со многими: студенческие и аспирантские школы, практики, программы и т. д. В первую очередь, конечно, градиент сотрудничества зависит от страны. Для того чтобы нам объединиться в рамках семьи ОИЯИ, нужно, чтобы в стране были научные проекты и коллективы, работающие на высоком мировом уровне в тех областях, которые являются нашим профилем: ядерная физика, физика частиц и конденсированного состояния вещества.

«В 2025 г. мы приступим к синтезу 120-го элемента»

– Последний на данный момент, 118-й, элемент таблицы Менделеева – оганесон – был синтезирован в Дубне. Ждать ли в ближайшем будущем эксперименты по синтезу 119-го и последующих элементов?

Синтез нового элемента – это, как правило, этап длиною в 10–15 лет. Это целая серия экспериментов, нужно иметь много терпения, сил и энергии для того, чтобы достичь финального результата. Новый элемент, скажем 118-й, 117-й, 116-й, – это совершенно уникальные явления, это не слитки и не килограммы, это одинарные атомы с чрезвычайно коротким временем жизни, милли- или микросекунды. Вам нужно в детекторе, который представляет собой протяженную газовую ячейку, успеть обнаружить этот атом на лету. И обнаружить в концентрации «один-на-миллион». А зачастую такой одиночный атом впрямую и невозможно детектировать, из-за краткости мига. Тогда их восстанавливают по продуктам распада. Ядро в полете делится на осколки, которые живут уже гораздо дольше – секунды или минуты. Изучая эти осколки, вы восстанавливаете «в обратную сторону» распадную цепочку и доказываете, что у вас в детекторе рождался атом оганесона или флеровия. Это дико сложно, нужны сверхточные сенсоры.

– Тем не менее работу над синтезом новых элементов вы продолжаете?

Если сейчас опустить очевидную мысль, что работу над синтезом новых элементов мы продолжаем всегда, то в части непосредственной подготовки к экспериментам по синтезу 119-го и 120-го элементов мы работаем крепко уже два года. Для того чтобы их получить, нужно столкнуть пучок очень тяжелых ядер, в которых достаточное количество нуклонов, с мишенью из сверхтяжелых элементов. Сверхтяжелые мишени – это искусственно наработанное на специальных нейтронных реакторах вещество – трансплутониевые элементы, актиноиды. А пучок, который вам нужно ускорить, – нейтронно-избыточные изотопы кальция, титана или хрома. Они если и существуют в природе, то в тысячных долях процента. Поэтому берут природный элемент и дальше на центрифугах выделяют (мы говорим «сепарируют») нужный изотоп. Все эти процессы и на реакторах, и на центрифугах занимают годы, чтобы получить миллиграммы вещества. Дальше материалы нужно успеть привезти в Дубну, ускорить и вывести на мишень. И вот дальше… та самая искомая реакция слияния ядер, и может быть новый сверхтяжелый!

В этом году мы фактически завершаем подготовительную серию экспериментов по отладке всех режимов ускорителя и масс-спектрометров для синтеза 120-го элемента. Научились получать высокие интенсивности ускоренного хрома и титана. Научились детектировать сверхтяжелые одиночные атомы в реакциях с минимальным сечением. Теперь ждем, когда закончится наработка материала для мишени на реакторах и сепараторах у наших партнеров в «Росатоме» и в США: кюрий, берклий, калифорний. Надеюсь, что в 2025 г. мы полноценно приступим к синтезу 120-го элемента.

– В сентябре 2022 г. сообщалось, что в Дубне разрабатывают протонный медицинский ускоритель для терапии онкологических заболеваний. Есть ли успехи в этом проекте? Появились ли за это время новые наработки в медицинской сфере?

В 2021 г. мы заговорили об идее новой машины, нового циклотрона для пучковой терапии. На данный момент самым эффективным для ряда онкологических опухолей является ускоренный протонный пучок: им можно фактически «выжигать» опухоли и метастазы на любой глубине и в тех органах, куда нельзя скальпелю хирурга (головной и спинной мозг и т. п.). Причем выжигать с миллиметровой точностью и не затрагивая соседние здоровые ткани. Мы начали проектировать такую машину – расчеты, моделирование, концепция. В сентябре 2022 г. наш научный коллектив завершил разработку проекта и запатентовал его, сейчас уже идет выпуск документации с чертежами. Подписали контракт с НИИЭФА им. Ефремова («Росатом»), и изготовление такой машины началось весной 2023 г. Мы ожидаем, что к концу этого года бОльшая часть железа для будущего циклотрона будет получена и пойдет в производство, а в следующем году начнется его сборка. Мы планируем запустить ускоритель в конце 2024 г., т. е. получить в нем первый пучок.

– Какие-либо организации помогают вам в этом деле?

Тут надо поблагодарить за очень хорошую кооперацию и нашего стратегического партнера – госкорпорацию «Росатом», с которой мы вместе этот проект делаем. И, конечно, Федеральное медико-биологическое агентство (ФМБА) – они колоссальным образом поддерживают нашу инициативу. Мы обсуждаем создание центра протонной терапии на базе одной из клиник ФМБА, где могли бы лечить пациентов.

Нужно помнить историю: протонная терапия в СССР началась в Дубне в 1967 г. Именно здесь задействовали впервые протонный пучок из ускорителя для лечения пациентов. Здесь, в нашем радиологическом отделении, до 2017 г. было пролечено порядка 1500 пациентов, и это наше сотрудничество с ФМБА. Сейчас мы понимаем, что нужно делать новую протонную машину, на завтрашних технологиях и с новым качеством. Но самое главное у нас есть – замечательный коллектив медицинских физиков и инженеров, обладающих уникальными, наработанными за эти полвека методиками. В итоге наши страны-участницы одобрили создание нового циклотрона. Который, кстати, использует технологии коллайдера NICA. Это будет первая в мире сверхпроводящая машина со специальными магнитными обмотками, благодаря которым циклотрон получается сверхкомпактным. В отличие от существующих 400-тонных циклотронов масса нашего будет порядка 100 т и он будет очень энергоэффективный.

«Я с удовлетворением все чаще включаю телевизор»

– Насколько, по вашему мнению, успешно идут в последние годы популяризация науки и повышение престижа профессии ученого? Сколько сейчас специалистов до 30 лет работает в ОИЯИ?

Развивается очень активно. И у нас, и по всей стране. Удается, что очень важно, влиять на родителей и педагогов, учителей школ. За последние годы чуть ли не в два раза увеличилось число родителей, желающих, чтобы их дети пошли в науку. ОИЯИ вовсю вовлечен в это дело. У нас молодых сотрудников в целом по институту около трети, в категории научных – около 45%, а среди иностранных сотрудников – около двух третей.

За 2022 г. мы организовали примерно 300 экскурсий в ОИЯИ – практически каждый день. Это группы школьников, группы учителей школ, студенты. Мы проводим специальные развивающие модули для учителей школ физики и математики из разных регионов нашей страны и из стран-участниц.

– По вашему мнению, какие меры, в том числе социальные, еще можно принять, чтобы сделать профессию ученого еще более привлекательной?

Мне кажется, что очень много чего уже делается. Я с удовлетворением все чаще включаю телевизор. Годами телевизор не смотрел, в том числе новости, потому что повестка одна и та же: про экономический кризис, про политический кризис, потом COVID-19. А мне на федеральных телеканалах хочется видеть информацию про изменения и достижения науки и техники в стране. Новостная повестка сейчас меняется, это очень серьезный социальный фактор. Эта информация чуть сложнее для восприятия, но у тебя возникает предмет для гордости за свою страну, потому что ты видишь, что появились новые самолеты и поезда, новые лекарства и излечение от смертельных болезней, новые сложнейшие супертехнологичные производства, революция в агротехнологиях. Вообще, информационное вовлечение всех слоев граждан в научно-технологическую повестку имеет государственное значение. Люди видят прогресс, у общества возникает чувство причастности.

– А что, по вашему мнению, вредит науке?

Науке, конечно, вредит недоверие, бюрократия и непрофессионализм в управлении. Стремление засунуть науку в те же тиски контроля и отчетности, как любую стройку или серийное производство, букеты индикаторов и показателей, непрерывный контроль и отчетность – это все смертельно и губительно. Это все сжирает время и человеческий ресурс, думать ученым некогда. Чем меньше формализма, чем больше доверия и творчества в науке, тем она будет эффективнее развиваться. Выпускники, например, хотят заниматься исследованиями и работой, они не хотят туда, где неэффективно тратится время. Ты мог бы заниматься четыре дня в неделю экспериментами, а полдня – административными обязанностями. На деле оказывается наоборот: кучу времени потратишь на ежеквартальные отчеты, а на основную работу – ни сил, ни времени, ни желания. Время – наш самый главный и самый ценный ресурс. И доверять нужно ученым!